KR0120195B1 - Method for manufacturing polyphenylene sulphide - Google Patents

Method for manufacturing polyphenylene sulphide

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KR0120195B1
KR0120195B1 KR1019900004432A KR900004432A KR0120195B1 KR 0120195 B1 KR0120195 B1 KR 0120195B1 KR 1019900004432 A KR1019900004432 A KR 1019900004432A KR 900004432 A KR900004432 A KR 900004432A KR 0120195 B1 KR0120195 B1 KR 0120195B1
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Abstract

Synthetic method of polyphenylene sulfide is provided in this invention. In the reaction of dihalo aromatic compound and alkali metal sulfide in organic solvent to yield polyphenylene sulfide, when the reaction is performed about 50-90%, and prepolymer of polyphenylene sulfide is yet to be precipitated, 1 to 20 mole % of metallic carbonyl compound represented by formula Mn(CO)m for dihalo aromatic compound is added, then reaction is completed. Metallic carbonyl compound is selected from Fe(CO)5, Ni(CO)4, Co2(CO)5, Mn2(CO)10, Re2(CO)10, W(CO)6 etc.

Description

폴리페닐렌 술파이드의 제조방법Method for producing polyphenylene sulfide

본 발명은 폴리페닐렌 슬파이드의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 0.2 이상의 고유점도 및 고중합도를 갖는 고분자량의 폴리페닐렌 술파이드를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing polyphenylene sulfide, and more particularly, to a method for producing high molecular weight polyphenylene sulfide having intrinsic viscosity and high polymerization degree of 0.2 or more.

폴리페닐렌 술파이드는 PPS라고도 약칭되며, 폴리 황화물류의 합성수지로서 기계적 성질이 우수하고 치수안정성, 내약품성도 양호하기 때문에 금속을 대신하는 엔지니어링 플라스틱 의료기구, 화학기구, 파이프 밸브, 펌프의 블레이드 등에 널리 사용된다.Polyphenylene sulfide, also called PPS, is a synthetic resin of polysulfides, and has excellent mechanical properties, dimensional stability, and chemical resistance, so it can replace engineering metals such as engineering plastics, chemical instruments, pipe valves, and pump blades. Widely used.

이와같은 폴리페닐렌 술파이드는 하기 일반식(Ⅰ)의 화합물로 나타낼 수 있다:Such polyphenylene sulfides can be represented by compounds of the general formula (I):

Figure kpo00001
Figure kpo00001

상기 식에서 n은 1 이상의 정수를 나타낸다.N represents an integer of 1 or more.

종래에 상기한 바와같은 PPS를 제조하는 여러가지 방법이 알려져 있다.Various methods of manufacturing PPS as described above are known in the art.

미합중국 특허 제3,919,177호 공보에는, p-디클로로벤젠과 Na2S를 N-메틸-2-피롤리돈 용매중에서 중합함에 있어, RCOOM을 첨가하므로써 고분자량의 폴리페닐렌 술파이드를 제조하는 방법이 개시되어 있다(상기에서, R은 히드로카르보닐기이며, M은 Na 또는 K이다).US Patent No. 3,919,177 discloses a process for preparing high molecular weight polyphenylene sulfides by adding RCOOM in the polymerization of p-dichlorobenzene and Na 2 S in an N-methyl-2-pyrrolidone solvent. (Wherein R is a hydrocarbonyl group and M is Na or K).

그러나, 이 방법에 의해 얻어지는 폴리페닐렌 술파이드는 분자량이 낮을 뿐만 아니라 고유점도가 0.16∼0.23 밖에 이르지 못한다는 문제점이 있다.However, the polyphenylene sulfide obtained by this method has a problem that not only the molecular weight is low but also the intrinsic viscosity reaches only 0.16 to 0.23.

일본국 특허공개 소 55-43139호에는, N-메틸-2-피롤리돈 용매중에서 p-디할로벤젠과 알칼리금속 황화물(황화 리튬은 제외)를, 하기 일반식 A, B 및 C로 나타내어지는 방향족 술폰산 알칼리 염으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종의 화합물의 존재하에서 반응시켜 고점도의 폴리-p-페닐렌 술파이드를 제조하는 방법이 개시되어 있다:Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-43139 discloses p-dihalobenzene and alkali metal sulfides (except lithium sulfide) in N-methyl-2-pyrrolidone solvent represented by the following general formulas A, B and C. A process for producing high viscosity poly-p-phenylene sulfides is disclosed by reacting in the presence of at least one compound selected from the group consisting of aromatic sulfonic acid alkali salts:

Figure kpo00002
Figure kpo00002

(상기 식중에서, R은 탄소수 1∼12의 알킬기이고, n은 0, 1 또는 2이며, M은 나트륨, 칼륨, 루비듐 또는 세슘 등의 알칼리 금속이다)(Wherein R is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, n is 0, 1 or 2, and M is an alkali metal such as sodium, potassium, rubidium or cesium)

그러나, 이러한 방법에 의해 얻어지는 폴리-p-페닐렌 술파이드는 분자량이 낮고, 또한 용융점도도 4,000포이즈 정도에 달하는 문제점이 있다.However, poly-p-phenylene sulfide obtained by such a method has a problem that the molecular weight is low and the melt viscosity reaches about 4,000 poise.

또한, 일본국 특허공개 소 61-7332호에는, N-메틸-2-피롤리돈 용매중에서 알칼리 금속 황화물과 디할로방향족 화합물을 반응시켜 폴리아릴렌 술파이드를 얻는 방법에 있어, 이 반응을,In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-7332 discloses a method of reacting an alkali metal sulfide with a dihaloaromatic compound in an N-methyl-2-pyrrolidone solvent to obtain a polyarylene sulfide,

가) 알칼리 금속 황화물 1몰당 0.5∼2.4몰의 물이 존재하는 상태에서, 180∼235℃의 온도에서 반응을 수행하여, 용융점도가 5∼300포이즈인 폴리아릴렌 술파이드를 디할로방향족 화합물의 전화율 50∼98몰%로 생성시키는 공정과,A) 0.5 to 2.4 moles of water per mole of alkali metal sulfide are carried out at a temperature of 180 to 235 ° C. to give polyarylene sulfide having a melt viscosity of 5 to 300 poises to dihaloaromatic compounds. A process for producing at a conversion ratio of 50 to 98 mol%,

(나) 알칼리 금속 황화물 1몰당 2.5∼7.0몰의 물이 존재하는 상태로 되도록 물을 첨가함과 동시에, 245∼290℃의 온도로 승온시켜 상기 반응을 계속하는 공정의 2단계로 수행하여 용융점도가 1000포이즈 이상인 폴리아릴렌 술파이드를 제조하는 방법이 개시되어 있다.(B) Melt viscosity by adding water so that 2.5 to 7.0 moles of water per mole of alkali metal sulfide is present and increasing the temperature to 245 to 290 ° C to continue the reaction. A method for producing a polyarylene sulfide having a valence of 1000 or more is disclosed.

그러나, 상기한 방법에 의해 얻어지는 폴리아릴렌 술파이드는 분자량이 낮을 뿐만 아니라, 반응이 2단계로 구성되어 있어 공정이 복잡하고, 더우기 반응이 고압하에서 행해지는 관계로 작업상 위험도가 상승하는 문제점이 있다.However, the polyarylene sulfide obtained by the above-described method not only has a low molecular weight, but the reaction is composed of two stages, so that the process is complicated, and furthermore, the operation risk increases due to the reaction being performed under high pressure. have.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 0.2 이상의 고유점도 및 고중합도를 갖는 고분자 폴리페닐렌 술파이드를, 보다 간편한 공정으로 제조하는 방법을 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, the object of the present invention is to provide a method for producing a polymer polyphenylene sulfide having an intrinsic viscosity and high polymerization degree of 0.2 or more, in a simpler process It is.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 디할로방향족 화합물과 알칼리금속 황화물을 유기아미드계 용매중에서 중합시켜 폴리페닐렌 술파이드를 제조함에 있어서, 상기한 반응을 180℃∼240℃의 온도 조건하에서 수행하여 반응이 50∼90% 진행된 후에, 프리폴리머(prepolymer)가 침전되기 전에 금속 카르보닐 화합물을 1∼20몰% 양으로 첨가하고 반응을 종결시키는 것을 특징으로 하는 고분자량의 폴리페닐렌 술파이드의 제조방법을 제공한다.In order to achieve the object as described above, the present invention, in the production of polyphenylene sulfide by polymerizing a dihaloaromatic compound and an alkali metal sulfide in an organic amide solvent, the reaction is carried out at 180 ° C to 240 ° C After the reaction proceeds by 50 to 90% under temperature conditions, a high molecular weight polyphenylene is added, in which the metal carbonyl compound is added in an amount of 1 to 20 mol% and the reaction is terminated before the prepolymer is precipitated. Provided is a method for preparing sulfide.

즉, 이를 더욱 구체적으로 설명하면 본 발명은, 디할로방향족 화합물과 알칼리 금속화합물을 반응시켜 고분자량의 폴리페닐렌 술파이드를 제조하기 위하여,That is, the present invention will be described in more detail, in order to prepare a high molecular weight polyphenylene sulfide by reacting a dihaloaromatic compound and an alkali metal compound,

1) 하기 일반식(Ⅲ)의 알칼리 금속 황화물을, 유기 아미드계 용매중에서 180∼240℃의 온도하에서, 하기 일반식(Ⅱ)의 디할로방향족 화합물과 1차 반응시키고(이때의 반응율은 50∼90% 정도이고, 생성된 하기 일반식(Ⅳ)의 프로폴리머가 침전되기 이전의 단계임),1) The alkali metal sulfide of the following general formula (III) is first reacted with the dihaloaromatic compound of the following general formula (II) in an organic amide solvent at a temperature of 180 to 240 ° C (the reaction rate at this time is 50 to About 90%, which is a step before the resulting polymer of formula IV is precipitated),

2) 제 2단계 반응이 개시되기 이전에 1몰의 디할로방향족 화합물(Ⅱ)에 대해 하기 일반식(Ⅴ)의 금속카르보닐 화합물을 1∼20몰% 이하로 첨가하여 하기 일반식(Ⅵ)의 아렌-전이금속 착물을 형성시키고,2) Before the start of the second stage reaction, the metal carbonyl compound of the following general formula (V) is added in an amount of 1 to 20 mol% or less with respect to 1 mol of the dihaloaromatic compound (II), and the following general formula (VI) To form an arene-transition metal complex,

3) 이어서 아렌-전이금속 착물(Ⅵ)과 프리폴리머(Ⅳ)를, 유기 아미드계 용매중에서, 240∼300℃의 온도하에서 반응시켜, 2차 중합을 완료시키는 것을 특징으로 하는 하기 일반식(Ⅰ)의 폴리페닐렌 술파이드의 제조 방법을 제공한다:3) Next, the arene-transition metal complex (VI) and the prepolymer (IV) are reacted in an organic amide solvent at a temperature of 240 to 300 ° C. to complete the secondary polymerization. Provided is a process for preparing polyphenylene sulfide of:

Figure kpo00003
Figure kpo00003

Figure kpo00004
Figure kpo00004

Figure kpo00005
Figure kpo00005

상기 식에서 X는 할로겐 원자이고, M'은 알칼리 금속으로서, 바람직하게는 Na 또는 K이고, M은 전이금속으로서, 바람직하게는 Cr, Mo, W, Fe, Ni, Mn 또는 Re이고, 1,n,p는 1 이상의 정수이고, m은 4,5,6,8 또는 10의 정수이다.Wherein X is a halogen atom, M 'is an alkali metal, preferably Na or K, M is a transition metal, preferably Cr, Mo, W, Fe, Ni, Mn or Re, 1, n , p is an integer of 1 or more, m is an integer of 4,5,6,8 or 10.

특히, 본 발명에서는 상기한 금속 카르보닐 화합물 [M(CO)]로서 Fe(CO), Ni(CO)4, Co2(Co)8, Mn2(CO)10, Re2(CO)10, W(CO)6, Cr(CO)6, MO(CO)6등을 사용하는 것을 특징으로 하는 폴리페닐렌 술파이드의 제조방법을 제공한다.In particular, in the present invention, as the metal carbonyl compound [M (CO)], Fe (CO), Ni (CO) 4 , Co 2 (Co) 8 , Mn 2 (CO) 10 , Re 2 (CO) 10 , It provides a method for producing polyphenylene sulfide, characterized in that using W (CO) 6 , Cr (CO) 6 , MO (CO) 6 and the like.

본 발명에서 사용가능한 디할로벤젠의 예로서는 p-디클로로벤젠, p-디브로모벤젠, p-디요오도벤젠, 1-클로로-4-브로모벤젠, 1-페닐-2-클로로-5-브로모벤젠 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 p-디클로로벤젠 들 수 있다.Examples of dihalobenzenes usable in the present invention include p-dichlorobenzene, p-dibromobenzene, p-diiodobenzene, 1-chloro-4-bromobenzene, 1-phenyl-2-chloro-5-bro A mother benzene etc. are mentioned, Preferably, p-dichlorobenzene is mentioned.

본 발명의 방법에서 사용가능한 유기 아미드계 용매로서는, 예를들어 N-메틸포름아미드, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸-2-피롤리돈, 테트라메틸우레아를 들 수 있고, 바람직하게는 N-메틸-2-피롤리돈을 들 수 있다.Examples of the organic amide solvent that can be used in the method of the present invention include, for example, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, tetramethyl Urea, and N-methyl-2-pyrrolidone is preferable.

상기에서 언급된 바와 같은 하기 화학식(Ⅴ)로 나타내어지는 금속 카르보닐 화합물이란 배위자로서 카르보닐기(CO)를 갖는 착화합물의 총칭으로서, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Mo, W, Ru, Rh, Ir, Re 등 많은 전이금속에 대해 알려져 있다:As mentioned above, the metal carbonyl compound represented by the following general formula (V) is a generic term for a complex having a carbonyl group (CO) as a ligand and includes V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Mo, W, Ru, Many transition metals are known, such as Rh, Ir, Re:

[Mn(CO)m] (Ⅴ)[M n (CO) m ] (Ⅴ)

상기 식에서, n은 1 또는 2이며, m은 4,5,6,8 또는 10을 나타낸다.Wherein n is 1 or 2 and m represents 4,5,6,8 or 10.

상기에서 이미 지적한 바와 같이, 종래 기술의 방법에서는 p-디클로로벤젠과 Na2S 를 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)중에서 단순히 중합반응시키기 때문에 고중합도의 폴리페닐렌 술파이드를 얻지 못하였다.As already pointed out above, the prior art method simply does not polymerize p-dichlorobenzene and Na 2 S in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) to obtain a high degree of polyphenylene sulfide. It was.

따라서, 본 발명에서는 π전자를 갖고 있는 6환식 화합물이 다양한 종류의 금속 카르보닐 화합물과 반응하여 용이하게 아렌-전이금속 착물 (π-착물)을 형성하므로써, 그 결과 생성된 반응성이 큰 π-착물중 고리(환)부분을 새로운 방향족 치환 반응에서의 기질로서 이용할 수 있다는 본 발명의 지견에 기초하여 본 발명의 반응을 2단계로 수행하므로써 소망하는 고중합도의 폴리페닐렌 술파이드를 얻을 수 있다. 즉, 상기한 반응식에서 알 수 있듯이 본 발명의 제 1단계 반응에서는 바람직하게는 p-디클로로벤젠과 Na2S을 이들의 반응율이 50∼90%에 다다를 때까지는 통상의 방법으로 상기한 반응물들을 반응시킨다. 이와 같은 제 1 단계 반응은 상기한 바대로 생성되는 프리폴리머가 침전되기 이전의 단계이다. 본 발명에 따르는 제 2 단계 반응에 들어가기 전에, 본 발명에 있어서는 상기한 프리폴리머가 침전되기 전에 금속 카르보닐 화합물 [Mn(CO)m]을 p-디클로로벤젠의 1몰에 대해 1∼20몰% 이하로 첨가하여 p-디클로로벤젠과 아렌-전이금속 착물을 형성시킴으로써 p-디클로로벤젠의 반응성을 증가시켜, 제 2 단계 반응이 진행되어 0.2 이상의 고유점도를 갖는 고분자량의 폴리페닐렌 술파이드를 얻을 수 있다.Therefore, in the present invention, the cyclic compound having π electrons reacts with various kinds of metal carbonyl compounds to easily form an arene-transition metal complex (π-complex), thereby resulting in a highly reactive π-complex. Based on the knowledge of the present invention that the heavy ring (ring) moiety can be used as a substrate in a new aromatic substitution reaction, the desired high polymerization degree polyphenylene sulfide can be obtained by carrying out the reaction of the present invention in two steps. That is, as can be seen in the above reaction scheme, in the first stage reaction of the present invention, the reaction products are preferably reacted with p-dichlorobenzene and Na 2 S in a conventional manner until their reaction rate reaches 50 to 90%. Let's do it. This first stage reaction is a stage prior to precipitation of the prepolymer produced as described above. Before entering the second stage reaction according to the present invention, in the present invention, the metal carbonyl compound [M n (CO) m ] is added in an amount of 1 to 20 mol% based on 1 mol of p-dichlorobenzene before the prepolymer is precipitated. By adding below to form p-dichlorobenzene and arene-transition metal complex to increase the reactivity of p-dichlorobenzene, the second stage reaction proceeds to obtain high molecular weight polyphenylene sulfide having intrinsic viscosity of 0.2 or more Can be.

즉, 본 발명에서는 p-디클로로벤젠과 Na2S 를 유기 아미드계 용매중에서, 180∼240℃의 온도 조건하에서, 반응율 50∼90% 이하로 반응시킨 후, 프리폴리머가 침전하기 전에 상기한 반응물내에 금속 카르보닐 화합물[Mn(CO)m]을 p-디클로로벤젠의 1몰에 대해 1∼20몰% 이하로 부가하여 240∼300℃의 온도에서 반응시켜 중합을 완료하는 것을 특징으로 한다.That is, in the present invention, after reacting p-dichlorobenzene and Na 2 S in an organic amide solvent at a reaction rate of 50 to 90% or less under a temperature condition of 180 to 240 ℃, before the prepolymer precipitates, The carbonyl compound [Mn (CO) m] is added at 1-20 mol% or less with respect to 1 mol of p-dichlorobenzene, and it reacts at the temperature of 240-300 degreeC, It is characterized by completing superposition | polymerization.

한편, 본 발명에서 사용가능한 금속 카르보닐 화합물의 실례로는 Fe(CO)5, Ni(CO)4, W(CO)6, MO(CO)6, Cr(CO)6, Mn2(CO)10, Re2(CO)10등을 들 수 있으며, 이들의 사용량은 1∼20몰%가 바람직하다. 금속 카르보닐 화합물의 사용량이 1몰% 미만인 경우에는 전이금속 착물의 형성효과가 너무 미약하여 소망하는 고중합도의 폴리페닐렌 술파이드를 얻기 힘들어지고, 이들의 사용량이 20몰%를 초과하는 경우에는 최종적으로 소망하는 고분자를 수득한 후에, 불순물을 제거하기 위해 후처리를 행하여도 반응액중에 잔류하는 금속 카르보닐 화합물의 제거가 어려워지고, 또한 얻어진 고분자 화합물의 결정성이 저하되어 PPS가 소망하는 바와 같은 엔지니어링 플라스틱 제품으로서의 물성을 갖지 못하게 되는 문제점이 발생한다.Meanwhile, examples of the metal carbonyl compound usable in the present invention include Fe (CO) 5 , Ni (CO) 4 , W (CO) 6 , MO (CO) 6 , Cr (CO) 6 , Mn 2 (CO) 10, and the like Re 2 (CO) 10, their amount used is a 1 to 20% by mole are preferable. When the amount of the metal carbonyl compound is less than 1 mol%, the effect of forming the transition metal complex is so weak that it is difficult to obtain a desired high polymerization polyphenylene sulfide, and when the amount is more than 20 mol% Finally, after the desired polymer is obtained, it is difficult to remove the metal carbonyl compound remaining in the reaction liquid even after the post-treatment is performed to remove impurities, and the crystallinity of the obtained polymer compound is lowered, and PPS is desired. There arises a problem of not having physical properties as the same engineering plastic product.

상기에서 지적된 바와 같이, 본 발명에 의해 얻어지는 최종 생성물의 고유점도는 0.2 이상으로 나타내어진다.As pointed out above, the intrinsic viscosity of the final product obtained by the present invention is represented by 0.2 or more.

고유점도란 H.Kramer에 따라,Intrinsic viscosity is according to H. Kramer,

Figure kpo00006
Figure kpo00006

로서 정의된다 :Is defined as:

상기 식에서 c는 g/100cm3(용액)으로서 표시되는 농도를 나타내고, ηsp는 비점도이며, ηr은 상대점도를 나타낸다.In the above formula, c represents a concentration expressed as g / 100cm 3 (solution), ηsp is a specific viscosity, and ηr is a relative viscosity.

상기와 같은 식에서 이 직선의 기울기는 [η]의 함수이며 저농도에서는 다음과 같은 관계로 나타낼 수 있다 :The slope of this straight line in the above equation is a function of [η], and at low concentrations it can be expressed as

Figure kpo00007
Figure kpo00007

또한, 가지없는 쇄(鎖)상의 중합체에서는 [η]는 쇄상의 길이의 연속함수이며, H.Staudinger에 의하면 동족중합체에 대하여,In addition, in the branched chain polymer, [η] is a continuous function of the chain length, and according to H. Steaudinger,

Figure kpo00008
Figure kpo00008

가 성립한다(단, M은 분자량이며, k는 주어진 동족화합물에 대하여 하나의 상수이다).Where M is the molecular weight and k is one constant for a given homologous compound.

따라서, 중합체 고유점도를 하나의 파라미터로 하는 이들의 관계를 검토하므로써 중합체의 분자량을 대략적으로 측정할 수 있다.Therefore, the molecular weight of a polymer can be estimated roughly by examining these relationship which makes a polymer intrinsic viscosity into one parameter.

본 발명에 따르는 방법에서는, 반응 도중에 생성되는 아렌-전이금속 착물(π-착물)에 있어서 벤젠고리 부분의 전자밀도가 감소하여 용이하게 친핵성 치환반응이 일어나기 때문에 중합반응의 속도가 빨라지며, 더우기 반응 중간에 생성되는 고분자 사슬에 벌키한 -M(CO)P치환기가 붙어있기 때문에 고분자의 용해도가 증가하여, 프리폴리머가 침전되기 전에 고중합도로 반응을 수행할 수 있다는 장점을 갖고 있다.In the method according to the present invention, in the arene-transition metal complex (π-complex) produced during the reaction, the electron density of the benzene ring portion is reduced, so that the nucleophilic substitution reaction occurs easily, and thus the rate of polymerization is increased. Since the bulky -M (CO) P substituent is attached to the polymer chain formed in the middle of the reaction, the solubility of the polymer is increased, and the reaction can be carried out with high polymerization before the prepolymer is precipitated.

따라서, 본 발명은, 금속 카르보닐 화합물의 존재하에서 2차 반응을 수행하므로써 0.2 이상의 고유점도를 갖는 고분자량의 폴리페닐렌 술파이드를 용이하게 수득할 수 있다.Therefore, the present invention can easily obtain a high molecular weight polyphenylene sulfide having an intrinsic viscosity of 0.2 or more by performing the secondary reaction in the presence of a metal carbonyl compound.

[실시예]EXAMPLE

다음에, 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위한 것일뿐, 본 발명이 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.Next, preferred examples and comparative examples of the present invention are described. However, these examples are only for illustrating the present invention in more detail, and the present invention is not limited only to these examples.

[실시예 1]Example 1

교반기가 부착된, 내부용량이 500ml인 고압 반응기내에 120.1g(0.50몰)의 황화나트륨·9수화물과 200ml의 N-메틸-2-피롤리돈을 투입한 후, 2시간에 걸쳐 서서히 205℃까지 승온시키면서 질소기체를 통가시켜 생성되는 48ml의 물을 제거하였다. 상기 고압반응기를 170℃의 온도를 냉각시킨 후, 30ml의 N-메틸-2-피롤리돈에 녹인 94.2g(0.50몰)의 p-디클로로벤젠 용액을 상기한 고압 반응기내에 투입하고, 질소기체 분위기하에서 상기의 고압반응기를 밀폐시킨 후 약 30분에 걸쳐 서서히 상기 반응기의 온도를 210℃로 승온시킨 다음 약 3시간 동안 상기한 반응기내의 내용물을 교반시켰다. 고압반응기를 170℃의 온도로 냉각시킨 후, 20ml의 N-메틸-2-피롤리돈에 녹인 11.0g(0.05몰)의 Cr(CO)6용액을 상기한 고압반응기내에 첨가하고, 3기압의 질소기체 분위기하에서 고압반응기를 고압반응기를 밀폐시킨 후 1시간 30분에 걸쳐서 서서히 상기 반응기의 온도를 약 250℃로 승온시킨 다음 약 4시간 동안 상기한 반응기내의 내용물을 교반시켰다.120.1 g (0.50 mol) of sodium sulfide hexahydrate and 200 ml of N-methyl-2-pyrrolidone were introduced into a 500 ml high-pressure reactor equipped with a stirrer, and then gradually to 205 캜 over 2 hours. Nitrogen gas was passed while raising the temperature to remove 48 ml of water. After cooling the high-pressure reactor at 170 ° C., 94.2 g (0.50 mol) of p-dichlorobenzene solution dissolved in 30 ml of N-methyl-2-pyrrolidone was introduced into the high-pressure reactor described above, and a nitrogen gas atmosphere. After the high pressure reactor was closed under the above, the temperature of the reactor was gradually raised to 210 ° C. over about 30 minutes, and then the contents of the reactor were stirred for about 3 hours. After cooling the autoclave to a temperature of 170 ° C., 11.0 g (0.05 mole) of Cr (CO) 6 solution dissolved in 20 ml of N-methyl-2-pyrrolidone was added to the above autoclave and subjected to 3 atm. After the high pressure reactor was sealed under a nitrogen gas atmosphere, the temperature of the reactor was gradually raised to about 250 ° C. over 1 hour and 30 minutes, and then the contents of the reactor were stirred for about 4 hours.

중합반응의 종결후 고압반응기를 냉각시켜, 생성된 목적물을 여과한 후, 300ml의 5% 염산 수용액을 사용하여 5회 세척하고, 다시 300ml의 물로 5회 세척한 다음, 80℃의 진공 건조기내에서 5시간 동안 건조시킨 결과, 약 482g(수율 : 87.4%)의 화합물을 얻었다. 본 실시예에서 얻어진 생성물의 고유점도는 0.40이었다.After the completion of the polymerization, the reactor was cooled, the resulting product was filtered, washed five times with 300 ml of 5% aqueous hydrochloric acid solution, washed five times with 300 ml of water, and then in a vacuum dryer at 80 ° C. After drying for 5 hours, about 482 g (yield: 87.4%) of a compound were obtained. The intrinsic viscosity of the product obtained in this example was 0.40.

상기한 바와 같은 방법에 의해 얻어진 생성물의 고유점도(Inherent Viscorsity)는 206℃의 온도, 1-클로로나프탈렌중에서, 건조시킨 상기 고분자 중합체의 농도를 0.4g/100cm3로 하여 측정하였다.The inherent viscosity of the product obtained by the method as described above was measured at a temperature of 206 ° C. in 1-chloronaphthalene, with a concentration of the polymer polymer dried at 0.4 g / 100 cm 3 .

[실시예 2∼9]EXAMPLES 2-9

상기한 실시예 1에서 사용된 120.1g(0.50몰) 대신에 124.9g(0.52몰)의 황화나트륨·9수화물을 사용하고, 또한 Cr(CO)6대신에 0.005∼0.003몰에 해당하는 각종의 금속 카르보닐 화합물을 사용하여 하기 표 1에 제시된 바와 같은 반응조건하에서 일련의 반응들을 수행하여 하기 표 1에 나타내어진 바와 같은 일련의 결과를 얻었다.Instead of 120.1 g (0.50 mol) used in Example 1 described above, 124.9 g (0.52 mol) of sodium sulfide hexahydrate was used, and various metals corresponding to 0.005 to 0.003 mol instead of Cr (CO) 6 were used. The carbonyl compound was used to perform a series of reactions under the reaction conditions as shown in Table 1 below to obtain a series of results as shown in Table 1 below.

Figure kpo00009
Figure kpo00009

[실시예 10∼15][Examples 10-15]

상기한 실시예 2∼9에서 사용된 다양한 종류의 금속 카르보닐 화합물 대신에 크롬카르보닐(Cr(CO))을 사용하여 하기 표 2에 제시된 바와 같은, 다양한 반응 조건하에서 반응을 수행하여 하기 표 2에 나타내어진 바와 같은 일련의 결과를 얻었다.Instead of the various kinds of metal carbonyl compounds used in Examples 2 to 9 described above, chromium carbonyl (Cr (CO)) was used to carry out the reaction under various reaction conditions as shown in Table 2 below. A series of results were obtained as shown in.

Figure kpo00010
Figure kpo00010

[비교예][Comparative Example]

교반기가 부착된, 내부용량이 500ml인 고압반응기내에 124.9g(0.52몰)의 황화나트륨·9수화물, 200ml의 N-메틸-2-피롤리돈 및 68.0g(0.5몰)의 초산나트륨·3수화물을 부가한 후, 승온시켜, 2.25시간에 걸쳐 200℃의 온도를 유지시키면서 질소를 통과시켜 생성된 32.5ml의 수분을 제거하였다. 상기 고압반응기를 175℃의 온도로 냉각시키고 25ml의 N-메틸-2-피롤리돈에 녹인 94.2g(0.50몰)의 p-디클로로벤젠용액을 첨가한 후 1.5기압의 질소 기체 분위기하에서 고압반응기를 밀폐시키고, 0.5시간에 걸쳐 서서히 상기 고압반응기를 245℃의 온도를 승온시키고 3시간 동안 교반시켰다. 다시, 상기한 고압반응기의 온도를 상온으로 냉각시켜, 얻어진 고분자를 여과한 후, 500ml의 물을 사용하여 7회 세척하고, 80℃의 진공 건조기하에서 3시간 동안 건조시킨 것과 결과 47.8g(수율 : 88.0%)의 고분자 물질을 얻을 수 있었다.124.9 g (0.52 mole) of sodium sulfide hexahydrate, 200 ml of N-methyl-2-pyrrolidone and 68.0 g (0.5 mole) of sodium acetate, trihydrate in a high-pressure reactor equipped with a stirrer After the addition, the mixture was heated up and passed through nitrogen while maintaining a temperature of 200 ° C. over 2.25 hours to remove 32.5 ml of water. The high pressure reactor was cooled to a temperature of 175 ° C, 94.2 g (0.50 mole) of p-dichlorobenzene solution dissolved in 25 ml of N-methyl-2-pyrrolidone was added, and the high pressure reactor was reacted under a nitrogen gas atmosphere of 1.5 atm. After closing, the autoclave was gradually warmed over 0.5 hours and stirred for 3 hours. Again, the high-pressure reactor was cooled to room temperature, the obtained polymer was filtered, washed 7 times with 500 ml of water, dried for 3 hours under a vacuum dryer at 80 ° C., and the resulting 47.8 g (yield: 88.0%) of the polymer material was obtained.

본 비교예에서 얻어진 고분자 물질의 고유점도를 측정해본 결과 0.24로 나타났다.The inherent viscosity of the polymer obtained in this Comparative Example was found to be 0.24.

상기에 기재된 바와 같은 다양한 실시예 및 비교예를 통해 상세히 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예들에 의하면 88% 이상의 고수율과 0.2 이상의 고유점도를 갖는 고중합도의 폴리페닐렌 술파이드를 얻을 수 있지만, 금속카르보닐 화합물을 첨가하지 않은 종래 기술에 속하는 비교예에서 얻어진 생성물의 고유점도는 0.24로 고유점도가 현저하게 낮은 것임을 알 수 있다.As can be seen in detail through various examples and comparative examples as described above, according to the preferred embodiments of the present invention a high polymerization degree of polyphenylene sulfide having a high yield of at least 88% and an intrinsic viscosity of at least 0.2 Although the intrinsic viscosity of the product obtained by the comparative example belonging to the prior art which does not add a metal carbonyl compound is 0.24, it turns out that intrinsic viscosity is remarkably low.

Claims (3)

디할로방향족 화합물과, 알칼리 금속 황하물을 유기 아미드계 용매중에서 반응시켜 폴리페닐렌 술파이드를 제조하는 방법에 있어서, 상기 화합물이 반응이 50∼90% 진행되고, 얻어진 폴리페닐렌 술파이드의 프리폴리머가 침전하기 전에, 반응액 중에 금속 카르보닐 화합물 [Mn(CO)m]을 첨가하여 반응을 완결시키는 것을 특징으로 하는 폴리페닐렌 술파이드의 제조방법.In a method for producing a polyphenylene sulfide by reacting a dihaloaromatic compound and an alkali metal sulfide in an organic amide solvent, the compound is reacted by 50 to 90% to obtain a prepolymer of the obtained polyphenylene sulfide. A method for producing a polyphenylene sulfide, characterized in that the reaction is completed by adding a metal carbonyl compound [M n (CO) m ] to the reaction solution before the precipitation. 제1항에 있어서, 상기한 금속 카르보닐 화합물은, 디할로방향족 화합물에 대해 1∼20몰% 양으로 첨가하는 것을 특징으로 하는 폴리페닐렌 술파이드의 제조방법.The method for producing polyphenylene sulfide according to claim 1, wherein the metal carbonyl compound is added in an amount of 1 to 20 mol% with respect to the dihaloaromatic compound. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기한 금속 카르보닐 화합물이, Fe(CO)5, Ni(O)4, Co2(CO)8, Mn2(CO)10, Re2(CO)10, W(CO)|6, Cr(CO)6, Mo(CO)6중의 어느 1종의 화합물인 것을 특징으로 하는 폴리페닐렌 술파이드의 제조방법.The method of claim 1 or claim 2, wherein the metal carbonyl compounds, Fe (CO) 5, Ni (O) 4, Co 2 (CO) 8, Mn 2 (CO) 10, Re 2 (CO) 10 , W (CO) | 6 , Cr (CO) 6 , Mo (CO) 6 The compound production method of any one of polyphenylene sulfide characterized by the above-mentioned.
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